Charles REMY LYON Réfraction Nantes 8 & 9 avril 2O11 OPTIQUE DES AMÉTROPIES Charles REMY LYON Réfraction Nantes 8 & 9 avril 2O11

Bibliographie PUBLICATIONS FNRO LA REFRACTION DE L’OEIL OPTIQUE PHYSIOLOGIQUE - Yves LEGRAND OPTIQUE -André MOUSSA et Paul PONSONNET CAHIERS D’OPTIQUE ESSILOR

Plan Définition : emmetropie - amétropie Lentille mince - lentille épaisse La dioptrique oculaire Les différentes amétropies: myopie hypermétropie astigmatisme Les modalités de correction

Définition : emmetropie Eu metron = qui a la bonne mesure Focalisation rétinienne d’un objet à l’infini sans accommoder Il n’y a ni rayon ni longueur emmetropes Mais une harmonie naturelle entre R, L et puissance du cristallin Processus d’emmetropisation : origine?

DÉFINITIONS : amétropies Amétropie  qui n’a pas la bonne mesure Défaut de focalisation rétinienne Amétropie axile et amétropie de puissance Selon la qualité de la défocalisation : stigmate ( = point) : un point donne un point astigmate : deux focales Selon la position de la focalisation : myopie : en avant de la rétine (= cligner  la vue) hypermétropie : en arrière

Lentilles minces Centre optique Foyers Distances focales Addition algébrique simple : P = P1 + P2 + P3

Somme de deux lentilles épaisses : P1 (F1,F1’, f1, f1’) et P2 (F2,F2’, f2, f2’) F1F : f1.f ’/d HF  = f1.f2 / d H’F ’ = - f1’.f2’/d F2F ’ : - f2.f 2’/d n P2 P1 F F’ d Lentille résultante P = P1 + P2 - d/n. (P1+P2) foyers F et F’, de distances focales f et f ’

d P = P + P - P P n Lentilles épaisses Points nodaux et plans principaux Distances focales asymétriques/faces Addition selon la formule de GULLSTRAND d P = P + P - P P 1 n 2 1 2

La dioptrique oculaire Les éléments cardinaux de l’oeil Les différents dioptres Les plans principaux Remotum et sphère du rémotum Proximum et parcours accommodatif

Emmetropie L’œil réduit L ’œil réduit : P = 65 d L = 22mm R = 7,7 mm 44 d Cristallin = 21 d L

Biométrie et réfraction Atropine 1933 Ophtalmomètre ou kératomètre de Helmholtz en 1854 Javal en 1880, ophtalmomètre Rayon moyen de 7,8 mm, 43 dioptries Vidéotopographe de la face antérieure De la face postérieure (obscan) Longueur axiale : échographie A ou écho-oculomètres Biométrie optique IOL master (sans contact) Intérêt : amétropie en fonction de la longueur ? Myopie forte ? > 6 dt ou > 26 mm (mieux) Anisométropie ?: 1 mm = 3 dt Si L faible et R petit = non évolutif et pas de complication Part du cristallin : rayons et épaisseur, on aura la réfraction théorique

Refraction subjective Réfraction objective cycloplégiée Réfraction anatomique Pas la réfraction restera toujours un art fonction de l’expérience et du contexte

LES ELEMENTS CARDINAUX DE L’OEIL REDUIT Cornée : PK = 43 dt R = 7,95 mm PP tangents sommet : H’=H= O,6 mm N S F Cristallin in situ: 21 dt SH = 6,O2 mm /cornée SH’ = 6,2O mm cristallin Plans principaux globaux : PPO : SH = 1,6 mm/cornée PPI : SH’ = 1,9 mm SF = focale objet = - 15 mm SN = point nodal = 7 mm GLOBAL cornée

Corrélations : Po = f (L,R) L = 8,48 R - 42,54 r2 = O,975 L = - O,48 P + 33,46 r2 = O,998 d ’où : P = 13,9 R - 3,7 L et P = - 17,66 R + 158,33

Dioptrique oculaire Point nodal sur la cornée rétine Plans principaux 1à 2 m = 1000 nm 5 m = 1’ = 10/10 Plans principaux

Les différentes amétropies La myopie L’hypermétropie L’astigmatisme

L’œil amétrope myope hypermétrope emmétrope Focalisation rétinienne : œil emmétrope Focalisation antérieure : œil myope Focalisation postérieure : œil hypermétrope

LA CORRECTION DU MYOPE PR Distance focale Distance verre/oeil Le PR placé au foyer image de la lentille est projeté à l’infini

La myopie Définition : μυεο = plisser Position PP et PR Parcours accommodatif : réserve accommodative La distance verre/oeil Le grandissement de l’image en fonction de la correction : modifie l’acuité visuelle L’effet prismatique : double vision Pupille d’entrée > pupille de sortie : diminution de la quantité de lumière

LA MYOPIE LA MYOPIE Œil myope surconvergent : PR PP Œil myope surconvergent : Myopie de puissance : cornée trop bombée (ex : kératocône) Myopie d’indice : cristallin trop puissant (ex : cataracte nucléaire) Myopie axile : œil trop long

LA MYOPIE PR PP Œil myope surconvergent : Myopie de puissance : cornée trop bombée (kératocône) Myopie d’indice : cristallin trop puissant (cataracte nucléaire) Myopie axile : œil trop long

DÉDOUBLEMENT D’IMAGE d’une lentille concave surluminance perte de lumière

L’hypermétropie Définition : Axile = œil trop court Puissance = aphaque Position du PR virtuel et du PP éloigné Réserve accommodative > myope

L’hypermétropie PR PP Œil hypermétrope : manque de puissance optique avec PR virtuel et PP éloigné Hypermétropie axile : Œil trop court Hypermétropie de puissance : Œil aphaque, cornée plate

L’hypermétropie PR PP Puissance optique insuffisante avec remotum virtuel et proximum éloigné Hypermétropie axile : Œil trop court Hypermétropie de puissance : Œil aphaque, cornée plate

Hypermétropie PR Pt de focalisation Principe de correction

LE SCOTOME ANNULAIRE d’une lentille convexe Zone d ’ombre Condensation de lumière

L’astigmatisme Définition : Whewell 1817 astigmatisme cornéen, cristallinien (face anté + post-), rétinien Un point donne deux focales : la bifocalisation astigmate : la conoïde les différents types d’astigmatisme : Simple : une focale sur la rétine Myopique, hypermétropique, Composé : deux focales d’un même coté Mixte : une focale de part et d’autre de la rétine Directe ou conforme ou inverse, oblique Régulier ou irrégulier

ASTIGMATISME Génératrice du cylindre = axe du cylindrique sphère 4 Frontofocomètre + 2 ( + 1 à 9O°) Javal + 1 à 9O° Skiascopie 5

La distance verre/œil Les effets statiques Le grandissement de l’image et AV : verres convexes verres concaves  Effet prismatique : additif- myope ou négatif - scotome annulaire aphaque Baisse de puissance absolue par décentrement et éloignement du verre Rapprochement du PP /lentilles de contact Luminosité diminue chez le myope Le dédoublement annulaire

La distance verre/œil Les effets dynamiques La mouvance spatiale : directe (concave) ou inverse (convexe) - verres progressifs changeant de signe Mouvement apparent : augmenté chez le myope Le scotome annulaire de l’hypermétrope : « diable sortant de sa boite de l’aphaque corrigé par lunettes »

L’ŒIL APHAQUE Connaissant le rayon de courbure et la puissance correctrice par lentille Il est possible de calculer la longueur axile de l’œil en vue d’une implantation secondaire

Aphaquie Position des plans principaux selon la correction DFP DFP DFP Verre correcteur pseudophake la taille de l’image rétinienne dépend de la distance focale postérieure lentille de contact lunettes

Puissance de la lentille de contact et longueur de l’oeil Connaissant R et la lentille de correction d’un aphaque, il est possible de calculer L : PL puissance à ajouter à la cornée Pc pour obtenir une puissance P focalisant sur la rétine telle que : P = n/L (n = indice de l’oeil) avec : P = Pc + PL et Pc = (n-1)/R d’où L = n /(n-1+R.PL)

Méthodes de mesure des amétropies SUBJECTIVES : Réfraction subjective OBJECTIVES : Skiascopie Cycloplégie Réfractométrie électronique

Méthodes de correction des amétropies Verres correcteurs : distance verre/oeil Lentilles de contact : aniséiconie Chirurgie réfractive : complications

Principe de correction des amétropies Par verres ou lentilles : Replacer le PR à l’infini : le foyer image de la lentille sera placé au PR D’où variation de position du PP translaté d’une quantité dioptrique équivalente à la correction Modifications des courbures : chirurgie réfractive Modifications internes : implants

CONCLUSIONS : Avenir de la réfraction? Rôle des différents partenaires dans la prescription de la correction optique ? Ophtalmologiste : prescription correction + rééducation ? Optométriste : prescription correction simple ? Orthoptiste : dépistage, rééducation mono-binoculaire Opticien : réalisation de la correction

Aphaquie Position des plans principaux selon la correction Schéma 5 Aphaquie Position des plans principaux selon la correction DFP DFP DFP Verre correcteur pseudophake la taille de l’image rétinienne dépend de la distance focale postérieure lentille de contact lunettes

Œil réduit et plans principaux Schéma 1 Œil réduit et plans principaux D F P L = 23,51mm e = 1,75 mm, distance entre cornée et plan principal objet DFP = distance focale postérieure Rayon cornéen = 7,7 mm  44 dt Cristallin  21 dt e L

Schéma 2 PG = PL + Pk - d Pk. PL PUISSANCE ET PLANS PRINCIPAUX DE L’ŒIL REDUIT L L : longueur oeil R : rayon cornéen n : indice humeur aqueuse (1,34) e : distance cornée /plans principaux globaux d : distance entre cornée et plans principaux cristallin L - e : distance focale postérieure d e Puissance globale : PG = n/(L -e) Puissance de la cornée : Pk = (n-1)/R Puissance du cristallin PL cristallin PG = PL + Pk - d Pk. PL GLOBAL cornée

LA CORRECTION DU MYOPE  Schéma 6 PR Distance focale PF PR Distance verre/oeil Distance focale Le remotum et la rétine sont conjugués optiques dans l’œil myope L’infini et le point de focalisation PF sont conjugués optiques dans l’oeil Le remotum placé au foyer image de la lentille est projeté à l’infini

Hypermétropie - correction Schéma 7 Hypermétropie - correction PR PF F’ Principe de correction Le remotum PR coïncide avec le foyer image de la lentille correctrice Il est distinct du point de focalisation PF d’un rayon venant de l’infini qui est en fait son conjugué optique

Schéma 8 ASTIGMATISME - les trois plans correction optique mesurée au frontofocomètre cornéen mesuré à l’ophtalmomètre rétinien mesuré à la skiascopie Génératrice du cylindre = axe du cylindrique sphère 2 Frontofocomètre + 2 ( + 1 à 9O°) Frontofocomètre + 2 ( + 1 à 9O°) Javal + 1 à 9O° Skiascopie Skiascopie 3

Astigmatisme des faisceaux obliques dans un dioptre sphérique Schéma 9 Astigmatisme des faisceaux obliques dans un dioptre sphérique M1 T S M C Focales tangentielle et sagittale perpendiculaires A

Astigmatisme des faisceaux obliques dans un verre biconcave de - 1O dt Schéma 10 Astigmatisme des faisceaux obliques dans un verre biconcave de - 1O dt 2O° Puissances des focales à 2O° Tangentielle : - 12 dt Sagittale : - 10,5 dt D’où puissance apparente : - 1O,5 ( - 1,5 à O°)

Astigmatisme oblique dans un verre concave Schéma 11 Astigmatisme oblique dans un verre concave S T Q F ’ = R

Astigmatisme des faisceaux obliques dans un verre concave de - 1O dt Schéma 12-1 Astigmatisme des faisceaux obliques dans un verre concave de - 1O dt 2O° Verre de WOLLASTON Astigmatisme à 2O° -9,5 ( -O,1 à 9O°)

RESULTANTE DE DEUX CYLINDRES À AXE OBLIQUE SCHÉMA 12-2 RESULTANTE DE DEUX CYLINDRES À AXE OBLIQUE C C2 2  C1   Cylindre = diagonale parallélogramme  = 2- Sphère = (C1+C2-C)/2

Variation de la puissance d’un cylindre en fonction du desaxage Schéma 12-3 Variation de la puissance d’un cylindre en fonction du desaxage 4 dt Inclinaison d’un angle de 1O° Astigmatisme subjectif : 3,5 D À 9O° Sphère induite : O,5 dt S = 1/2.(C1 + C2 - C) 3,5 D à 9O° 1,4 D à 15°

Variation de la puissance d’un cylindre en fonction du desaxage Schéma 12-4 Variation de la puissance d’un cylindre en fonction du desaxage 4,5 D à 9O° Inclinaison d’un angle de 1O° A 9O°, le cylindre vaut 4,5O D Sphère induite : + 1 D S = 1/2.(C1 + C2 - C) L’effet sphérique sera de + 1 D A compenser par une sphère de - 1 D 4 D à 80° 1,4 D à 145°

Schéma 13 Espace transformé de l’amétrope corrigé Surluminance dans une lentille concave Zone doublement éclairée en surluminance Rayon réfracté Rayon non dévié Rayon tangent au bord du verre À la fois réfracté et non dévié perte de lumière

Schéma 14 Espace transformé de l’amétrope corrigé DÉDOUBLEMENT D’IMAGE dans une lentille concave Rayon réfracté (1) Rayon tangent au bord du verre à la fois réfracté et non dévié Rayon non dévié (2) Objet réel Image virtuelle Distance verre - oeil Le sommet de l’objet est vu deux fois : - sommet réel en direct (1) - sommet de l’image virtuelle après réfraction par la lentille (2)

L’espace transformé de l’amétropie corrigé Mouvance directe de l’image et de la lentille divergente Verre divergent utilisé en correction de myopie Objet réel image virtuelle Déplacement de la lentille divergente Objet réel F’ Déplacement de l’image virtuelle

Espace transformé de l’amétrope corrigé LE SCOTOME ANNULAIRE d’une lentille convexe Distance verre - oeil scotome Rayon tangent au bord du verre À la fois réfracté et non dévié Zone d’ombre Condensation de lumière

L’espace transformé de l’amétropie corrigé Mouvance inverse de l’image et de la lentille convergente Verre convergent utilisé en mode « loupe » Objet réel en deçà du foyer objet Et image virtuelle Déplacement de la lentille F’ Objet réel Déplacement de l’image virtuelle

Aphaquie les plans principaux selon la correction DFP DFP DFP Verre correcteur pseudophake la taille de l’image rétinienne dépend de la distance focale postérieure lentille de contact lunettes

La lunette de GALILÉE e e B B e e F ’ F ’ A’ A’ A A B’ Une première lentille convergente donne d ’un objet éloigné AB une image réelle renversée A’B’ dans son plan image à e près et F’A’ = e est très petit

La lunette de GALILÉE e F ’ F B2 B A1 A A2 B1 Une deuxième lentille divergente dont le foyer F est à gauche de la convergente, donne une image définitive virtuelle renversée et agrandie vue sous un angle a ’

Le télé-objectif : principe Une première lentille convergente donne une image renversée A1B1 en F’1 Une deuxième lentille divergente dont le foyer est à droite de celui de la convergente donne de l ’image A1B1 une image A2B2 réelle, agrandie, de même sens qui peut être recueillie sur une plaque photographique e F’2 F’1 F2

Télé-objectif - principe Le foyer de la lentille divergente est à droite de celui de la convergente Et donne de l ’image A1B1 une image A2B2 réelle, agrandie, de même sens qui peut être recueillie sur une plaque photographique e F’2 F’1 F2

Télé-objectif - application à l’oeil d B A1 O1 H H ’ S A L ’ensemble verre convexe + œil équivaut à une lentille convergente de puissance : PT1 = P1 + P2 - d1.P1.P2 avec H ’S = d.P1/PT1 et SA1 = n.(1-P1.d) / PT1

Télé-objectif - application à l’oeil A1B1 est objet virtuel pour la lentille divergente qui en donne une image A2B2 réelle agrandie de même sens sur la rétine